что такое гис в бурении

Проведение геофизических исследований скважин

Геофизические исследования представляют собой целый комплекс физических методов, используемых для изучения горных пород. Также они необходимы для контроля за техническим состоянием буровых. За счет назначения их разделяют на две группы – методы скважинной геофизики и каротажа. Последний именуют еще как буровая наука, направленная на изучение пород, находящихся в радиусе 2 километра.

Назначение исследования

Довольно часто термины «ГИС» и «каротаж» отождествляют между собой. Но специфика ГИС включает также варианты, когда необходимо изучение межскважинного пространства, известного как геофизика. Все исследования проводят при помощи геофизического оборудования.

Методы разведочной геофизики включают изучения при помощи воздействий:

Это позволяет выявить степень присутствия в горной породе нефтегазовых продуктов, а также воды. Также благодаря таким способам можно получить точные сведения о готовности эксплуатации скважин.

Исследования чаще всего проводят специализированные компании, с которыми клиент должен составить договор и документ – акт готовности, свидетельствующий об исправности объекта.

Данные документы будут фиксировать результаты, которые были получены при изучении пластов.

Исследования должны проводиться только при помощи специального оборудования

Основные задачи, решаемые при помощи исследований:

Все эти рекомендации способствуют выполнению задач, которые связаны с наземными действиями в процессе создания скважин и работы с ними.

Методы изучения скважин

Классификация ГИС осуществляется в зависимости от вида изучаемых полей. Сегодня известно более 50 различных методик. При этом все они имеют важные различия и используются в зависимости от конкретного типа выполняемых работ.

Основные виды ГИС включают такие методы:

На практике чаще всего используют каротажи разного рода. В таком случае прослеживание за колебанием необходимых величин осуществляется за счет специального прибора, спускаемого на электрокабель.

Контролирующий изменения прибор оснащен специальной аппаратурой.

Геофизические методы необходимы в первую очередь для нахождения гидрогеологической и физической характеристик толщи пластов.

Определяют их следующим способом:

Проведение сравнения полученных результатов исследования дает возможность составить полную характеристику разрабатываемого углеродного горизонта.

Каротаж и его назначение

При помощи каротажа исследуется обсадная колонна на отсутствие или наличие сварных разрывов или трещин. Также благодаря этому способу определяются интервал до главного водопритока и глубина ствола.

Проведение каротажа дает гарантию на более безотказную и длительную работу скважины.

Процесс проходит при гидрогеологических и инженерных изысканиях, которые необходимы для увязки с геологическим устройством местности и изучением ее разрезов. Также изучаются свойства и состав пород при их естественном залегании.

Схема каротажа

Таким образом, каротаж представляет ГИС вскрытой геологической скважины. Все работы выполняются на базе геофизической станции или разборной каротажной аппаратуры.

Данная методика помогает выявить:

Учитывая все эти характеристики, каротаж следует отнести к страховочному элементу от возможного нарушения технологий процесса бурения, которое может быть допущено при проходке ствола.

Инклинометрия и видеокаротаж

Инклинометрия ориентирована на определение угла возможного отклонения по вертикали. Благодаря этому методу контролируется пространственное положение скважинной оси.

Способ исследования может быть:

Такая методика представляет собой своеобразный путеводитель при бурении ствола в определенном направлении и выявлении фактической глубины нахождения разреза.

По углу наклона и азимуту, а также глубине ствола строится инклинограмма – проекция скважины.

Можно точно выявить место подсечения разреза и качество бурения, если иметь соответствующие координаты. Такой анализ проводится за счет инклинометра – датчика, который измеряет наклон разных строений при влиянии на них гравитационного поля.

Для полного изучения объекта специалисты используют видеокаротаж

Видеокаротаж предусматривает полное изучение пространства скважин. Его принцип состоит в том, что спускается видеокамера, после чего обзор передается на монитор. Благодаря этому можно увидеть трещины на обсадной колонне и другие изъяны.

Также можно оценить технические характеристики фильтра и возможное присутствие внутри трубы ненужных посторонних предметов. При использовании данного метода можно получить точную оценку скважины и принять решение о дальнейшей ее работоспособности. К эффективным способам оценки относят электрокаротаж и радиоактивный метод.

Использование различных способов ГИС дает возможность оценить состояние скважины и возможность ее эксплуатации. Каротаж при этом наиболее часто применяют для соблюдения буровой технологии новых геологических разрезов.

Источник

Принцип и методы геофизических методов исследования скважин

Геофизические методы исследования скважин (ГИС) – это совокупность физических способов анализа, которые применяются для получения информации о техническом состоянии скважин и грунтовых пород, в которых они расположены.

Комплексная портативная лаборатория для геофизического исследования скважин

Проведение подобных процедур актуально как во время ремонтных работ, так и для определения различных параметров выработки и породы вокруг нее.

1 Какое назначение геофизических исследований скважин?

Весь комплекс методов условно делится на две категории:

Геофизические исследования и работы в скважинах необходимы для того, чтобы получить исчерпывающую информацию о том, обладает ли разрабатываемая территория достаточным количеством полезных ископаемых, и будет ли обустройство нефтяных скважин экономически выгодным.

Можно выделить следующие задачи ГИС:

Пример полученного результата при геофизическом исследовании скважины

2 Методы исследования скважин

Поскольку задачи, стоящие перед геофизическими методами изучения скважин, достаточно обширны, и для их решения необходим всесторонний анализ особенностей разрабатываемых горизонтов. ГИС включает в себя большое количество достаточно разноплановых способов исследования. Все они, в зависимости от характера анализа, объединяются в несколько групп:

Всего существует свыше 50 методов ГИС. В этом материале мы будем знакомиться с основными методами, которые в условиях отечественной нефтедобывающей промышленности используются чаще всего.
к меню ↑

2.1 Электрические методы

Данная категория включает в себя способы исследования, которые базируются на измерении электрического поля пластов грунта, которое может возникать естественным путем, либо создаваться искусственно. Электрический каротаж является базовым способ анализа литологических показателей грунта, в котором находится шахта скважины, для контроля за её техническим состоянием, определения наличия нефтяных и рудных ресурсов и выяснения их параметров.

Электрический каротаж основывается на технологии определения различий электрических характеристик разных горных пород. Для анализа данных показателей необходимо выявить их поляризационную способность и величину электрического сопротивления.

Самые важные инструменты электрического каротажа:

Аппаратура для проведения геофизического исследования скважин

Для электро-ГИС используются специальные измерительные зонды, которые опускаются в шахту скважины и производят замеры электрического поля.

В зависимости от технологических особенностей применяемых зондов выделяют: электрически нефокусированный каротаж, и фокусированный каротаж.

ГИС нефокусированный каротаж также называют способом исследования кажущегося сопротивления. Для его осуществления используются специальные зонды с тремя электродами, при этом, один дополнительный электрон заземляется на верху, возле устья нефтяных скважин. Основной задачей такого анализа является поиск совпадений между стандартизированными параметрами грунта скважины и величиной тока, которую они излучают, и определенными в процессе исследованиями показателями.

После того как электрические свойства породы скважины изучены, используются методы математического и физического моделирования, которые позволяют прогнозировать характеристики будущей нефтедобывающей скважины.

Электрический ГИС фокусированными зондами также называется боковым каротажем. Такие зонды обладают направленной фокусировкой посылаемого тока, что позволяет получать более точные показатели замеров (без влияния на них свойств используемой промывочной жидкости, и осадков на стенах нефтяной скважины).

Диаграммы, полученные вследствие бокового каротажа, дают возможность определить градус наклона пласта, азимут угла падения, выявить литологические свойства породы, и определить свойства пластов-коллекторов.
к меню ↑

2.2 Ядерно-геофизические методы ГИС

Из всего разнообразия геофизического анализа скважин, именно ядерные методы исследования считаются наиболее перспективным направлением. Они дают возможность выполнять исследования в ситуациях, когда большинство других методов невозможно использовать.

Мобильная лаборатория для проведения ГИС

С помощью ядерного ГИС можно выявить следующие свойства породы:

Ядерный каротаж нефтяных скважин делится на следующие способы анализа:

Гамма-каротаж. Данный способ используется для замера природного гамма излучения породы. Зонд, использующийся для получения показателей, оборудован детектором для снятия величины гамма-изучения. После того как он опущен на достаточную глубину внутрь скважины, зонд начинает ловить волны гама-квантов, которые преобразовываются в электрический импульс и передаются по кабелю на считывающее оборудование.

Главной особенностью такого способа является возможность выполнения анализа в закрытых стволах нефтяных скважин (внутри обсадной трубы), где невозможно использовать электрический каротаж. ГК является оптимальным способом выяснения глинистости грунта.

Гамма-гамма каротаж. ГГК применяется для анализа искусственной радиоактивности породы. Перед использованием специального каротажного зонда, скважину предварительно облучают гамма-волнами, после чего происходит регистрация ответных волн. Такой способ дает возможность зарегистрировать те виды излучения, которые не проявились бы без придания породе искусственной радиоактивности.

Нейтронный каротаж. Способ нейтронного каротажа также базируется на искусственном облучении грунта. Облучение выполняется нейтронными волнами, которые не существуют в природе в естественном виде.

Используемый зонд состоит не только из детектора для снятия показателей, но и из источника нейтронного излучения.

Оборудование для проведения ГИС

Ответная реакция породы на облучение может иметь два варианта: производство гамма-волн, либо первичного нейтронного потока. На основе данных показателей создаются диаграммы, с помощью которых можно составить картину о том, каким ресурсами обладает исследуемый горизонт, так как для разных видов полезных ископаемых характерны разные виды ответного излучения.
к меню ↑

2.3 Метод Газового каротажа

Данный метод ГИС позволяет выявить количество газов углеводорода, которыми насыщается глинистый раствор в процессе бурения скважин, вследствие чего определяются наиболее перспективные газоносные горизонты.

Для проведения газового каротажа используется специальное оборудование – газоанализаторы. Если в процессе бурения скважины производился отбор керна (горной породы), то газовый каротаж может быть проведен в лабораторных условиях посредством его анализа.

На точность газового каротажа очень влияют внешние факторы, такие как вид глинистого раствора и скорость его циркуляции, скорость бурения скважины, и остановки во время бурения.

Для точного ГК определять количество тяжелых углеводородов необходимо отдельно от остальных газов, так как именно тяжелые газы являются основной характеристикой нефтеносного горизонта.
к меню ↑

2.4 Метод Термокаротажа

Термокаротаж используется для определения технического состояния уже функционирующих нефтяных скважин. Для замера показателей используется специальный скважинный термометр, который опускается внутрь обсадной колонны.

С помощью термокаротажа можно выяснить целостность обсадной колонны, так как температура на поврежденных участках будет отличаться от общей температуры скважины, литологические особенности породы, определить песчаные и карбонатные пласты.

Процесс проведения геофизического исследования скважины

На сегодняшний день существует три наиболее распространенных способа термокаротажа:

Вся технология основывается на свойстве почвы проводить тепло, этот показатель (коэф. теплопроводности) отличается друг от друга у разных типов грунта.
У термокаротажа имеется один существенный недостаток, который несколько ограничивает возможности его применения для нефтяных скважин: из-за заполнения скважины жидкостью, тепловые свойства отличающихся пород грунта усредняются, что вносит трудности в определение разных видов грунта.
к меню ↑

2.5 Метод Кавернометрии

Данный способ геофизического исследования скважин базируется на измерении поперечного диаметра скважины, что позволяет определить её объем при цементировании, либо создании обсадной колонны, и выполнять мониторинг дефектов стенок нефтяных скважин, спровоцированных движением грунта.

В большинстве случаев поперечное сечение скважины редко обладает формой идеального круга, по этой причине за условный диаметр скважины берется размер площади сечения скважины плоскостью, которая перпендикулярна её оси.

Оборудования для выполнения таких исследований называются каверномерами. Такие устройства состоят из двух элементов: поверхностного оборудования для считывания данных, и опускаемого внутрь шахты прибора. Внутрискважинное устройство представляет собою конструкцию с четырьмя измерительными рычагами, которые размещены в двух перпендикулярных друг к другу плоскостях, и связаны с приводом переменного резистора.

Установка для проведения ГИС

Когда прибор двигается в середине скважины, рычаги соприкасаются с её стенками и меняют своё положение, в зависимости от этого на резистор подаются сигналы разной мощности, которые отслеживаются наружными устройствами.
к меню ↑

2.6 Метод акустического каротажа

Акустический каротаж анализирует время, которое требуется звуковому импульсу (упругим колебаниям), для прохождения грунта в околоскважинном пространстве. Поскольку каждая порода обладает своей плотностью, и, вследствие этого, разным сопротивлением, данный способ позволяет определить характеристики слоев грунта, в которых расположены нефтяные скважины.

Акустический каротаж используется для получения информации о техническом состоянии скважины, и в поиске месторождений ресурсов.

Оборудование для АК использует два диапазона частот: ультразвуковой (20-250 кГц) и звуковой (0.5-15 кГц). Для проведения исследований необходимо два устройства – измерительная аппаратура, и глубинный датчик, который укомплектован излучателем ультразвуковых волн, и приемником, имеющие свойство преобразовывать механическую энергию волн на частоте 20-50 кГц в электрический импульс.
к меню ↑

Источник

Геофизические исследования скважин

Исследования ведутся при помощи геофизического оборудования. При геофизическом исследовании скважин применяются все методы разведочной геофизики.

Содержание

Классификация методов ГИС

Классификация методов ГИС может быть выполнена по виду изучаемых физических полей. Всего известно более пятидесяти различных методов и их разновидностей.

Электрические методы

Относительно ПС. В Узбекистане при исследовании скважин методом ПС перед двумя разрушительными землетрясениями в районе города Газли были замечены отклонения диаграмм ПС.

Методы электрического каротажа, основанные на дифференциации горных пород по УЭС, называют методами сопротивления. Их реализуют с помощью измерительных установок — зондов. Существуют нефокусированные и фокусированные зонды.

Электрический каротаж нефокусированными зондами

Электрический каротаж нефокусированными зондами получил название метода кажущегося сопротивления (КС). Обычно зонды КС трехэлектродные. Четвёртый электрод заземляют на поверхности. Два электрода, обозначаемые буквами А и В, соединяют с генератором тока, два других — М и N — включают на вход измерителя разности потенциалов. Иногда в скважину помещают все четыре электрода или только два А и М. Электроды А и В питают переменным током низкой частоты, что позволяет исключить влияние на измеряемый сигнал постоянных или медленно меняющихся потенциалов электрохимического происхождения. Поскольку диапазон частот, применяемых в методе КС, как и в других электрических методах, не превышает нескольких сотен герц, теория метод базируется на законах постоянного тока.

Существуют следующие модификации метода КС: вертикальное профилирование одиночными зондами, боковое каротажное зондирование, микрозондирование, резистивиметрия. Две первые модификации можно называть макро-, две последние микромодификациями. Условно к макромодификациям метода КС относят так же токовый каротаж.

Обработка диаграмм может включать нормировку данных, приведение их к определённой системе отсчёта, статистическую обработку с оценкой доверительных интервалов, фильтрацию, приведение результатов к определённым глубинам, устранение аппаратурных помех и т. д. Важным этапом обработки является нахождение границ пластов и снятие показаний с диаграмм. Геофизическая задача заключается в определении искомых физических параметров на основе решения обратной задачи данного метода. Геологическая интерпретация заключается в определении геологических характеристик разреза.

Выше указывалось, что существуют две макромодификации метода КС: вертикальное профилирование одиночными зондами и БКЗ. Измеряемое одиночными зондами УЭС в общем случае кажущееся. Поэтому вертикальное профилирование применяют для нахождения границ пластов, а в благоприятных случаях для литологического расчленения разрезов, выявления нефтегазовых или водонасыщенных коллекторов, отложений угля, руд и других полезных ископаемых, отличающихся по своему удельному сопротивлению от вмещающих пород. Для определения количественных характеристик — коэффициентов пористости, нефтегазонасыщенности, зольности и т. д. — используют результаты геофизической интерпретации данных БКЗ и уточненные для конкретных отложений петрофизические зависимости. Методика БКЗ позволяет так же выяснить, проницаем ли пласт по факту наличия или отсутствия у него зоны проникновения.

Существуют две микромодификации метода КС — микрозондирование и резистивиметрия. Микрозондирование (МКЗ) состоит в детальном исследовании ближней зоны потенциал- и градиент-зондами существенно меньшей длины, чем при макромодификациях метода КС. Данные микрозондирования служат для детального расчленения разрезов скважин, уточнения границ и выделения тонких прослоев. Ризистивиметрия служит для определения удельного сопротивления промывочной жидкости. Её выполняют градиент-зондами столь малой длины — резистивиметрами, что влиянием стенок скважины можно пренебречь.

Методы электрического каротажа с фокусированными зондами

Влияние скважины и вмещающих пород может быть в значительной степени преодолено за счёт применения фокусированных зондов. Метод, основанный на применении зондов с фокусированной системой питающих электродов, называют боковым каротажем (БК). Существуют его 7-ми, 9-ти и 3-х электродные модификации. Рассмотрим 7-ми электродный зонд. Линии тока растекаются от трех точечных питающих электродов, напряжение на которые подано в одинаковой фазе. Видно, что применение такой системы позволяет не только сфокусировать ток центрального электрода в пласт, но и обеспечить высокую разрешающую способность по вертикали. Семиэлектродные зонды предназначены преимущественно для изучения неизменной части пласта. Наряду с этим существуют 9-ти электродные зонды, предназначенные для изучения зоны проникновения. Трудности создания сложных электронных устройств в ограниченных габаритах скважинного прибора привели к распространению трехэлектродных зондов БК, не требующих применения автоматических компенсаторов и управляемых генераторов.

Боковой микрокаротаж (БМК) основан на применении микрозондов с фокусировкой тока. Показания зондов БМК менее искажены влиянием глинистой корки и промывочной жидкости (ПЖ). Скважинные приборы, содержащие несколько расположенных по окружности прижимных устройств, на каждом из которых размещен зонд БМК, называют пластовыми наклономерами. По вертикальному сдвигу диаграмм, зарегистрированных с помощью входящих в наклономер зондов, можно оценить наклон пласта, а по показаниям встроенного в скважинный прибор инклинометра — азимут угла падения.

Ядерно-геофизические методы

К ним относятся различные виды каротажа основанные на изучении естественногго гамма-излучения и взаимодействия вещества горной породы с наведенным ионизирующим излучением.

Сейсмоакустические методы

Акустический каротаж

Акустическим каротажом (АК) называют методы изучения свойств горных пород по измерениям в скважине характеристик упругих волн ультразвуковой (выше 20 кГц) и звуковой частоты. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же среде.

Газовый каротаж

Основан на анализе содержания в буровом растворе газообразных или летучих углеводородов.

Термокаротаж

Измерение и интерпретация температурного режима в скважине с целью определения целостности колонны;зон цементации и рабочих горизонтов скважины. Производится скважинным термометром. К этому виду можно отнести и исследования СТИ-самонагревающимся термоиндикатором применяемым при термоиндуктивной расходометрии.

Кавернометрия

Кавернометрия — измерения, в результате которых получают кривую изменения диаметра буровой скважины с глубиной — кавернограмму. Кавернограммы используются в комплексе с данными др. геофизических методов для уточнения геологического разреза скважины, дают возможность контролировать состояние ствола скважины при бурении; выявлять интервалы, благоприятные для установки герметизирующих устройств; определять количество цемента, необходимого для герметизации затрубного пространства при обсадке скважины колонной труб. Для составления кавернограмм используются каверномеры.

Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений

Литература

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Геофизические исследования скважин» в других словарях:

геофизические исследования скважин — 1 геофизические исследования скважин; ГИС: Исследования, проводящиеся в скважинах, с целью изучения геологического разреза, горных пород и насыщающих их флюидов в околоскважинном и межскважинном пространствах, выявления и определения состава и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

геофизические исследования скважин, ГИС — 3.1.1 геофизические исследования скважин, ГИС: Исследования, основанные на измерениях естественных и искусственных физических полей во внутрискважинном, околоскважинном и межскважинном пространствах. Источник: СТО Газпром 2 2.3 145 2007:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54362-2011: Геофизические исследования скважин. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 54362 2011: Геофизические исследования скважин. Термины и определения оригинал документа: 104 акустическая скважинная шумометрия: Определения термина из разных документов: акустическая скважинная шумометрия 48 акустический… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Геофизические исследования — 7.2.11.5 Геофизические исследования на участках проявления опасных процессов включают стандартный комплекс методов и выполняются согласно 6.2.14.10 и раздела 7.2.7. При исследовании оползней осуществляется детализация строения оползневого тела,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Геофизические исследования — в скважинах (a. geophysical exploration in wells; н. geophysikalische Untersuchungen in Sonden; ф. etudes geophysiques des trous de forage; и. estudios geofisicos en los poros de sondeo) группа методов, основанных на изучении естественных … Геологическая энциклопедия

ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ — проводятся с целью: 1) изучения геол. разреза и выявления полезных рскопаемых на основании различия и характерных особенностей физ. свойств г. п., нефте и газоносных пластов, углей и руд. Эти исследования получили назв. каротаж от carotter (фр.,… … Геологическая энциклопедия

геофизические исследования в скважинах — ГИС Исследования в скважинах, проводящиеся с целью изучения геологического разреза, массива горных пород в околоскважинном и межскважинном пространствах и выявления полезных ископаемых, контроля технического состояния скважин и разработки… … Справочник технического переводчика

Геофизические исследования в скважинах — Геофизические исследования в скважинах; ГИС: исследования в скважинах различных по природе естественных или искусственных физических полей, определение пространственного положения и геометрического сечения стволов необсаженных скважин,… … Официальная терминология

геофизические исследования и работы в скважинах — 2.4. геофизические исследования и работы в скважинах; ГИРС: Исследования и работы в скважинах, объединяющие понятия 2.1 2.3. Источник: ГОСТ Р 53239 2008: Хранилища природных газов подземные. Правила мониторинга при создании и эксплуатации … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

геофизические исследования в скважинах — 2.1. геофизические исследования в скважинах; ГИС: Исследования в скважинах различных по природе естественных или искусственных физических полей, определение пространственного положения и геометрического сечения стволов необсаженных скважин,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник